【正文】 軸做功,這稱為速度分級, 簡稱速度級(又稱復(fù)速級).速度級常用于小型汽輪機(jī), 或汽輪機(jī)的第一級.。第三節(jié) 蒸汽輪機(jī)本體構(gòu)成汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體,調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。一, 蒸汽輪機(jī)本體蒸汽輪機(jī)本體包括:靜體(固定部分)汽缸,噴嘴,隔板,汽封等。轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)軸, 葉輪,葉片等。軸承(支承部分)徑向軸承和止推軸承。1,汽缸汽缸本身是水平剖分為上下部分,上下缸又各分有前后缸 .前缸因溫度高用鑄鋼制造,后缸溫度低用鑄鐵制造。汽輪機(jī)組在起動或停機(jī),增減負(fù)荷時,缸體溫度均會上升或下降,會產(chǎn)生熱脹和冷縮現(xiàn)象.由于溫差變化,為保證汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置,在汽缸作為臺板間裝有適當(dāng)間隙的滑銷系統(tǒng) ,其作用是:a,保證汽缸和轉(zhuǎn)子的中心一致, 避免因機(jī)體膨脹造成中心變化, 引起機(jī)組振動或動,靜之間的摩擦；b,保證汽缸能自由膨脹 ,以免發(fā)生過大應(yīng)力而引起變形； c,使靜子和轉(zhuǎn)子軸向與徑向間隙符合要求；根據(jù)滑銷的構(gòu)造,安裝位置和不同的作用,滑銷可分為：橫銷:其作用是允許汽缸在橫向能自由膨脹,一般裝在低壓缸排氣室的橫向中心線上或排氣室的尾部,左, 右各裝一個?？v銷:其作用是允許汽缸沿縱向中心能自由膨脹,心線與橫銷中心線的交點(diǎn)稱為死點(diǎn)座,前軸承座的底部。c,立銷:其作用是保證汽缸在垂直方向能自由膨脹,并與縱銷共同保持機(jī)組的縱向中心,高壓汽缸的前端與前軸承座之間以縱向中心線上。d,貓爪橫銷:其作用是保證汽缸能橫向膨脹,同時隨著汽缸在軸向的膨脹和收縮,推動軸承座向前或向后移動,座的中心一致。e,角銷:裝在前部軸承座及雙缸汽輪機(jī)中間軸承座底部的左右兩側(cè),以代替連接軸承座與臺板的螺栓,但允許軸承座縱向移動。f,斜銷:它是一種輔助滑銷,腳與臺板之間。前軸承箱座落在前座架上,前座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上,前軸承箱與前座架之間有塊連接,座架上,后座架由地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上,后汽缸導(dǎo)板保證后汽缸與縱向中心一致。就每臺汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)而言,都有一個點(diǎn),不管汽輪機(jī)的汽缸怎么前后左右膨脹,這個點(diǎn)的相對位置都不變,后,左,右自由膨脹,為此各滑銷與其槽的配合上,要求有一定的間隙,并且在精密加工之后,由鉗工精心配制,滑動面要求光潔,無銹斑及毛刺,滑銷系統(tǒng)發(fā)生故障,會妨礙機(jī)組的正常膨脹,嚴(yán)重時會引起機(jī)組的振動,甚至使機(jī)組無法正常運(yùn)行。2,噴嘴組和隔板在沖動式汽輪機(jī)中,噴嘴汽道之后,體積膨脹,壓力降低,流速增加,然后按一定的噴射角度進(jìn)入動葉片中做功。汽輪機(jī)汽缸中的隔板是由隔板外緣,噴嘴,隔板體構(gòu)成的圓形板狀組合件,汽缸內(nèi)的一級,在中分面上有定位鍵,以保證上下隔板組成一體。在汽輪機(jī)中,通常將裝在調(diào)節(jié)汽室上的噴嘴組合體簡稱為噴嘴組,它是由噴嘴組外緣,噴嘴及噴嘴組內(nèi)緣所組成。汽輪機(jī)隔板按制造方法來分,可分為鑄造隔板,焊接隔板,組合隔板三種。 3,汽封汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封,在單缸汽輪機(jī)中又稱為前軸封 .低壓端軸封稱為低壓軸封, 在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封. , 圍帶汽封,其構(gòu)造及外形均大同小異,阻汽原理一致,統(tǒng)稱為汽封。(1) 汽封的作用汽輪機(jī)汽缸兩端軸孔處與轉(zhuǎn)軸間有一定間隙,這樣在工作時 ,汽缸內(nèi)進(jìn)汽端將發(fā)生高壓蒸,一般凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力在 公斤/厘米 2(絕對)左右,即排汽端處于高真空狀態(tài),大氣中的空氣將沿后軸孔大量漏入排汽管和凝汽器 ,就會破壞,為了減少高壓端的向外漏汽和排汽端往里漏空氣,要求在汽缸兩端軸孔處配備汽封裝置(又稱軸封) 。(2) 汽封的結(jié)構(gòu)目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu) 軸封片直接在軸封環(huán)上車出,或?qū)⑤S封片壓緊在軸封環(huán)的槽道里 ,軸封環(huán)一般由四個或六 ,使其緊貼隔板或汽封體,彈簧片的作用是箍緊軸封環(huán),當(dāng)軸封片與主軸相碰時 ,可自動退讓,較小時,可以不用高低齒, 而用平齒. 為了減少漏汽,要求軸封間隙盡量小, 但為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行,要求軸封不發(fā)生碰擦現(xiàn)象,所以軸封間隙有一定的要求。除了汽輪機(jī)兩端有軸封外,每一級隔板軸孔也需要安裝汽封片 ,以減少級間漏汽 .隔板汽封的結(jié)構(gòu)與軸端汽封相同,只是壓差較小,有的汽輪機(jī)葉片上也設(shè)有汽封裝置。(3) 汽封環(huán)和汽封片的材料高溫工作區(qū)汽封環(huán)用鉻不銹鋼 1Cr13,或鉻鉬釩不銹鋼 Cr11MoV,汽封片用鉻鎳鈦不銹鋼,汽封片用鉛黃銅。(4)端部軸封系統(tǒng)為了確保汽輪機(jī)的安全工作,合理地利用端部軸封的漏汽 ,端部軸封都有一套專門的軸封管路系統(tǒng)。高壓端雖裝有軸封,但仍不能避免蒸汽經(jīng)過軸封向外漏 ,為了盡量減少這一損失,把高壓端軸封分成若干段,每端之間留一定的空室,將這些空間的漏汽合理地引至不同的地方加以利用,以提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性. 小型汽輪機(jī)的高壓漏汽經(jīng)管道可引至低壓端軸封內(nèi)作為密封用汽,其余少量漏汽再經(jīng)幾道軸封片,管的冒汽情況來判斷端部軸封工作的好壞。低壓端為了防止空氣經(jīng)軸封片漏入汽缸,必須引用壓力稍高于大氣壓力的蒸汽來封住軸 ,在軸封室中一部分經(jīng)部分軸封片后流如低壓汽缸中,另一部分則沿軸封間隙外流,最后經(jīng)信號管排至大氣。汽輪機(jī)正常工作時,高壓端軸封漏汽除引入低壓端軸封外 ,多余的部分可以經(jīng)管道引入凝 ,高壓端軸封沒有蒸汽,則應(yīng)引用經(jīng)過節(jié)流降壓的新蒸汽同時送入高,低壓端軸封中去。 4,轉(zhuǎn)子:主軸, 葉輪,葉片等部件汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子除了受高溫高壓蒸汽的作用外,更主要的是由于它在高速下工作 ,受離心力的作用,還必須考慮振動的問題. 我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式:(1) 套裝式轉(zhuǎn)子(2)整鍛式轉(zhuǎn)子(3)組合轉(zhuǎn)子(4)焊接式轉(zhuǎn)子。國產(chǎn)中小型,中等參數(shù)以下的機(jī)組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。套裝式葉輪在套裝前葉輪內(nèi)孔應(yīng)比軸徑小 ～%,套裝時將葉輪內(nèi)孔周緣加熱, 直至葉輪內(nèi)孔比軸徑大 ～ 毫米,或控制紅套溫度 250～270℃,將葉輪紅套在軸上,待葉輪冷卻后內(nèi)孔對軸就產(chǎn)生了很大的壓緊力,保證葉輪高速旋轉(zhuǎn)時的安全可靠 .套裝式葉輪的優(yōu)點(diǎn)是加工制造方便,但是它在高溫條件下工作時 ,葉輪與主軸之間容易發(fā)生松動,所以高溫機(jī)組的轉(zhuǎn)子常用整鍛式結(jié)構(gòu)。1,葉輪的結(jié)構(gòu) 葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個部分:輪緣部分 是安裝葉片的部分,具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。輪轂部分 通過它葉輪紅套在軸上。輪體部分 ,它的受力與變形主要取決于葉輪本身旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力,以等強(qiáng)度的型式為好, 但是制 45 鋼,中壓用 35CrMoA 或 鉆有七個平衡孔,這是為了減少葉輪前后壓差所造成的作用在轉(zhuǎn)子上的軸向推力。2,葉片的結(jié)構(gòu)與固定 葉片由葉根,工作部分和頂部組成。葉根 用來將葉片固定在葉輪上,葉根與葉輪的連接應(yīng)牢固可靠 ,而且要保證葉片在任何運(yùn)行條件下都不會松動,同時葉根的結(jié)構(gòu)應(yīng)在滿足強(qiáng)度的條件下盡量簡單 ,使制造,安裝方便,并使葉輪緣的軸向尺寸為最小. 常用的葉根有:T 型,菌型葉根, 叉形葉根,樅樹型葉根.工作部分 蒸汽從這里通過,將動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功,入部分稱為葉面,凸出部分稱為葉背,一般汽輪機(jī)的葉片型線沿葉高是相同的,當(dāng)葉高很長時,而葉高與直徑之比大于 1/10 時,則用扭曲葉片。葉頂 一般做成鉚釘狀,上面有套裝圍帶,種形式：①鉚接圍帶:圍帶由扁鋼制成,然后用鉚接法固定在葉片的頂部。②整體圍帶:圍帶與葉片同為一整體,在加工葉片時一起銑出 ,待葉片組裝后,再將圍帶焊在一起。③彈性拱型圍帶:它是將彈簧鋼片彎成拱型,用鉚釘固定在葉片頂部 ,采用互圈環(huán)狀聯(lián)接.當(dāng)葉片很長時,還裝有拉金,將葉片聯(lián)接成葉片組, 以增強(qiáng)葉片強(qiáng)度并改善葉片的振動特, 在一級葉片中一般有 1~2 圈拉金,最多不超過 3 圈, 用拉金連接的方法有,分組聯(lián)接, 整圈連接及組間聯(lián)接。葉片的安裝有以下幾種：周向埋入法:將葉片從圓周方向依次嵌裝在葉輪輪緣的相應(yīng)槽內(nèi),最后一個葉片(末葉)封 住缺口再用鉚釘鉚死,T 型葉根和菌型葉根均采用此法。軸向埋入法:.徑向跨裝法:將葉片的叉型葉根徑向插入葉輪輪緣的叉形槽內(nèi),然后用鉚釘固定. 此法僅適用于叉型葉根的安裝。5，軸承, ,汽輪機(jī)在工作時,轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個由高壓端推向低壓端的軸向推力. 因此,通常在轉(zhuǎn)子前端設(shè)有推力軸承,以承受軸向推力,產(chǎn)機(jī)組的前軸承大多數(shù)都采用徑向推力聯(lián)合軸承。第五節(jié) 調(diào)速控制系統(tǒng)在煉油化工行業(yè)中,汽輪機(jī)大多用作原動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī) ,機(jī)泵等,為了節(jié)約能源, 汽輪機(jī)的, 會使汽輪機(jī)嚴(yán)重地偏離設(shè)計工況, ,汽輪機(jī)控制調(diào)速系統(tǒng)的目的是為了, 利用轉(zhuǎn)速變化作為訊號來進(jìn) ,調(diào)速系統(tǒng)能自動地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量,使汽輪機(jī)的功率和負(fù)荷相適應(yīng),從而使轉(zhuǎn)速不發(fā)生很大的變化 .汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)由起動裝置,安全裝置,保安裝置, 調(diào)速器,監(jiān)視裝置組成。一, 起動裝置起動裝置的作用是打開速關(guān)閥,起動裝置由危急保安裝置來的壓力油 ,作為起動油進(jìn)入起動裝置,隨著操縱桿的移動,滑閥也隨之移動, 依次接通起動油壓和速關(guān)油壓, 將速關(guān)閥打開。二, 安全裝置速關(guān)閥速關(guān)閥是水平安裝在汽輪機(jī)汽缸的進(jìn)汽管路上,由閥體 ,濾網(wǎng)和油缸等部分組成。速關(guān)閥是新蒸汽管網(wǎng)和汽輪機(jī)之間的主要關(guān)閉機(jī)構(gòu),在運(yùn)行中當(dāng)出現(xiàn)事故時 ,它能在最短時間內(nèi)切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽。新蒸汽經(jīng)過蒸汽濾網(wǎng)閥錐,在這個閥錐中裝有一只卸荷錐 ,由于它的面積相對閥錐要小得多, 所以在速關(guān)閥開啟時能夠減少提升力. 在卸荷閥開啟后,閥錐后的壓差減小,容易被開, 當(dāng)速關(guān)閥全開后,閥桿和襯套之間就不會有漏汽,而閥門關(guān)閉時,閥桿和襯套之間的漏汽經(jīng)排凝口排出。油缸部分:速關(guān)閥是由油壓控制的,開啟過程是通過啟動裝置來操作的 ,壓力油經(jīng)過外側(cè)接口通到活塞前面,使活塞克服彈簧力并將其壓向活塞盤 ,而由啟動裝置的速關(guān)閥油通過內(nèi)側(cè)的接口進(jìn)入活塞盤后面,速關(guān)油壓力將活塞盤和活塞一起推到終點(diǎn)位置 ,閥門也由閥桿提升而開啟,這時活塞前的空間和啟動裝置中的回油口相通 .如果危急保安裝置動作,速關(guān)油路中壓力迅速下降,彈簧力大于活塞盤后油壓力 ,于是活塞盤和閥桿,閥錐被迅速推向關(guān)閉位置,活塞盤后殘留的部分速關(guān)油流入活塞和彈簧空間并經(jīng)卸壓口排出。三, 保安裝置1, 危急保安裝置危急保安裝置的作用是當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時, 危急保安裝置動作, 將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉,使速關(guān)閥迅速關(guān)閉, 切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽。 危急遮斷滑閥及其殼體通過托架裝在前軸承座上,殼體內(nèi)裝有襯套 ,滑閥可以在襯套中沿 ,襯套與滑閥凸肩相應(yīng)的端面起對凸肩的限位和油 ,彈簧使滑閥處于與襯套(13) 端面接觸的位,它的端部有一扁司和鉤的一端相連接,而鉤的另一端插在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的兩個凸肩之間。在危急保安裝置的滑閥處于工作位置時,壓力油從接口流經(jīng)節(jié)流孔板形成速關(guān)油進(jìn)入危, 使得速關(guān)油作用在滑閥上的力大,控制凸肩被緊密地壓在襯套的端面上,這樣,回油口被切斷, 速關(guān)油經(jīng)油口流出殼體,通過啟動裝置進(jìn)入速關(guān)閥. 如果危急保安裝置的油壓下降,滑閥將被彈簧推向襯套的端面,切斷進(jìn)油,同時將速關(guān)油與回油口接通,泄去速關(guān)油, 使速關(guān)閥迅速關(guān)閉.危急保安裝置可以通過以下途徑動作：①手動:將杠桿(1)向下壓②轉(zhuǎn)子軸向位移:鉤被轉(zhuǎn)子的凸肩抬起③危急遮斷器動作上述情況均是切斷壓力油,同時泄掉速關(guān)油。2, 危急遮斷器危急遮斷器的作用是當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過最高連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的 911%時, 通過危急保安裝置使汽輪機(jī)停機(jī)。危機(jī)遮斷器在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子前軸端部分按要求加工的徑向孔中,裝配有兩只導(dǎo)向環(huán), 上面一只用螺紋套筒壓在轉(zhuǎn)子裝配孔中的接觸面上。下面一只由彈簧壓住,兩只導(dǎo)向環(huán)中裝入被彈簧壓著的飛錘,飛錘中裝有銷,旋入螺紋套筒內(nèi)的螺栓使銷不致落到另一側(cè)。若汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高到規(guī)定的動作轉(zhuǎn)速時,飛錘和銷的離心力克服彈簧力而使飛錘擊出打在危急保安裝置的拉鉤上,引起速關(guān)閥關(guān)閉,汽輪機(jī)立即停機(jī)。四, 電磁閥力油,同時引起危急保安裝置動作而將速關(guān)油泄掉,由控制室或某一保護(hù)裝置來操縱(視需要通過一定的保護(hù)裝置將要求保護(hù)的物理量轉(zhuǎn)換成電信號與電磁閥聯(lián)鎖)。五, 錯油門與油動機(jī)1,油動機(jī)與錯油門的作用 油動機(jī)通過錯油門將由調(diào)速器輸出的二次油壓信號轉(zhuǎn)換成油缸活塞的行程,并通過杠桿系統(tǒng)操縱調(diào)節(jié)汽閥的開度,使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量與所要求的流量或功率相適應(yīng) .錯油門從二次油路中得到信號,并控制作為動力的壓力油進(jìn)入油缸活塞的上腔或下腔。2,油動機(jī)與錯油門的結(jié)構(gòu)油動機(jī)主要由錯油門,連接體,活塞, 活塞桿及密封體組成,活塞桿上裝有反饋導(dǎo)板及與調(diào)節(jié)汽閥杠桿相接的關(guān)節(jié)軸承。錯油門的滑閥和套筒裝在其殼體中,錯油門滑閥的上端是轉(zhuǎn)動盤 ,轉(zhuǎn)動盤與彈簧座之間裝有推力球軸 承, 彈簧的作用力取決于與調(diào)節(jié)螺栓及杠桿的位置。3,錯油門工作原理二次油壓的變化使錯油門滑閥產(chǎn)生上,下運(yùn)動,當(dāng)二次油壓升高時,滑閥上移, 由接口通入的壓力油進(jìn)入油缸活塞上腔,而下腔與回油口相通,于是活塞向下移動,并通過調(diào)節(jié)汽閥, 反饋導(dǎo)板,彎曲杠桿將活塞的運(yùn)動傳遞給杠桿,杠桿便產(chǎn)生與滑閥反方向的運(yùn)動使反饋彈簧力增加,于是錯油門滑閥返回到中間位置 .通過活塞桿上調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整反饋導(dǎo)板的斜度,可改變二次油壓與活塞桿行程之間的比例關(guān)系 .圖示的反饋導(dǎo)板是直線,二次油壓與活塞行程是線性關(guān)系 .若反饋導(dǎo)板是特殊型線,則兩者也可以是非線性關(guān)系。